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流量仪表技术中心

氮气流量计详细说明,测量氮气选用流量计难点

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氮气是现代集团公司盐化工生产装置不可缺少的产品和原料,氮气流量的测量是否准确更是关系到安全生产和产品的品质。氮气是株化集团公司盐化工生产装置不可缺少的产品和原料,氮气流量的测量是否准确更是关系到安全生产和产品的品质.在我公司氮气测量一直采用孔板加差压变送器的测量模式,在实际测量过程中,稳定性差,维护量大,精度较低一直是在氮气流量测量中困挠我们多年的问题。
 
1、孔板加差压变送器的测量模式问题分析:

  由于氮气中含有一定的水分,容易和输送管道中的铁反应,形成氯化亚铁的粘性杂质,容易对取压阀和取压管造成堵死,同时大量的粘性杂质黏附在孔板上,造成不能正确测量.虽然可以经常对取压阀和取压管进行疏通,对孔板进行清洗,但使用周期非常短,而且必须停车清洗,对生产装置的连续正常运行造成了很大的影响.由于孔板采用塑料材料制作,时间一长,容易造成老化变形,严重的影响了测量精度。尤其是在停车过程中,处理管道中的氮气时抽负压,把取压管道中的隔离液抽走,造成根本无法正常测量.给仪表热人员带来的劳动强度非常大。 

2、新流量计的选择:
  既然孔板加差压变送器的测量模式在氮气流量  测量中弊端很多,就要根据工艺情况选用一种合适的流量计,这种流量计应该具有克服粘性杂质黏附,测量精度高,安装维护简单方便等特点.通过对孔板流量计涡街流量计,热导式流量计,锲型流量计等多种流量计进行比较,我们选择了一体化智能锲型流量计对氮气流量进行测量,取得了很好的效果。 

 

2.1、一体化智能锲型流量计的工作原理:
  如图1,当充满管道的流体流经楔形孔板时,在楔形孔板上游侧和下游侧测到流体的差压,差压变送器将差压信号转为 4~20m A.dc 电流信号输出,此信号经人工智能流量运算器处理后,其示值即为流量值。
图1 楔形流量计测量原理图

图1 氮气流量计测量原理图
楔形流量计计算公式: 

qv  = m πD2 2∆p
1 − m2 4 ρ
   
式中:qv——体积流量,m3/s;c——流出系数;ε——可膨胀性系数; m—— 节 , s1—— 弓 形 流 通 面 积 ,m2
 
D——管道内径,m;
 
△p——差压,Pa;
ρ——被测介质密度,kg/m3。 s1 的计算:
流面积比,m= s1/ ;
流面积比,m= s1/	;
图3
图4


2.2、一体化智能氮气流量计的特点:

2.2.1、楔形流量传感器结构(如图1所示):
  楔形流量传感器的检测件是楔形孔板,它是一块 V 形节流件,它的圆形顶角朝下,这样有利于含高粘度杂质的氮气流过时在节流件上游侧不会产生滞流,也不会在节流体上、下游侧发生粘稠物的积存,同时依靠工艺介质自身的压力对流量传感器有吹扫和清洁的作用,流量传感器内部采取衬氟,防止氮气和流量计本体产生化学反应,从而确保了楔形流量传感器长期的运行精度。

2.2.2 一体化(如图2)
 
它集楔形流量传感器、三阀组板和差压变送器于一体,去掉了导压管路、各种阀门和管件,大大提高了系统的测量精度与可靠性。采用双法兰变送器进行测量,为防止氮气对测量膜片的腐蚀,法兰膜片采用钽膜片.
 
2.2.3 智能型
 
通过智能型差压变送器的按键或通讯方式设定。在线修改差压变送器的量程,可大大拓宽系统的流量测量范围度。
 
2.2.4 长期运行精度高、稳定性好。 测量误差:±0.5%F.S;长期稳定性:±0.2%F. S/Y。
 
2.2.5 传感器结构简单、可靠性高、使用寿命长。


氮气流量计详细说明
■TXLUGE系列氮气流量计是基于热扩散原理的流量仪表。即是利用流体流过发热物体时,发热物体的热量散失多少与流体的流量成一定的比例关系。具体来说,该流量计的传感器有两只标准级的RTD,一只用来做热源,一只用来测量流体温度,流体流过时,两者之间的温度差与流量的大小成非线性关系,该仪表就可以把这种关系转换为测量流量信号的线性输出。

■氮气流量计利用热扩散原理制造的流量计有两种设计方法:一是:基于恒温差原理;二是基于恒功率原理。基于共同的数据模型:P/△T=A+B(Q)N。其中:P---耗散功率,△T---两个传感器之间的温差, Q---质量流量,N---指数系数,A、B是与气体的热性能有关的系数。

■恒温差原理:△T保持不变,耗散功率P与流体的流量Q成指数函数递增的关系。

■恒功率原理:耗散功率不变,温度差△T与流体的流量Q成指数函数递减的关系。

氮气流量计产品特点:
• 采用稳定性极高的专利技术铂RTD传感器

• 采用享有专有技术”平衡结构封装”,介质温度自补偿

• 专有算法,可实现高线性、高重复性、高精度

• 量程比宽1000:1,可据用户要求可拓展

• 可实现大管径小流量测量,最小流量可测低至零,分辨率0.001m/s

• 无可动部件、振动影响可忽略

• 直管段要求不高1-2D

• 与介质的温度、压力无关

• 专有高温算法,介质温度可达+510℃,

• 采用高湿算法,实现高精度测量

• 对流量信号键入12点动态修正,内置10点修正

• 在线动态校正电流/电压输出

• 对粉尘等小颗粒不敏感

• 在线不断流装卸,维护方便

氮气流量计产品选型:

TXLUGE
氮气流量计
公程通径
-XXX
100表示DN100
安装形式
G
管道式
C
插入式
1
螺纹连接
2
法兰连接
公称压力
A
0~0.6MPA
B
0~1.0MPA
C
0~1.6MPA
D
0~2.5MPA
E
0~4.0MPA
F
0~6.4MPA
G
0~10MPA
H
0~16MPA
工艺条件
0
普通
1
防腐
2
防爆
3
高温
输入信号
A
无输出
B
4~20MA
C
RS485 MODBUS
 
1
220V AC
2
24V DC


氮气流量计应用场合:

■公用工程---电﹑气﹑ 水处理的监控
管道的气体;通用系统;沼气;煤气;天然气;液化气;锅炉预热空气

■石油与天然气工业
能量交换;填井气回收; 燃气计量;气体质量分析;泄漏气测试;天然气测量;火炬气的监控

■电力行业
燃料系统中气体分配过程中的气体测量;锅炉及辅助系统中各种气体的测量;燃气炉中气体测量;氢气测量;电厂高炉的一次风、二次风的测量

■化学行业
烟气循环监测;采样系统中
气体流量计量;引风机的气体流量计量;化肥厂氨气测量 ;电池工厂各种气体流量测量

■冶金行业
钢铁厂加气测量;炼铁厂高炉煤气的测量;焦化厂焦炉煤气的测量;轧钢厂加热炉燃气(高炉煤气、焦化煤气、天然气等)的测量控制;热处理淬火炉等的氢、氧、氮等气体的控制

■纸浆与造纸行业
废水处理系统中气体的测量;烟道流量监控;锅炉回收二次/三次空气;锅炉的燃气和空气送风测量

■食品及医药行业
加工操作中新鲜空气的加入;啤酒厂中的二氧化碳处理;瓶子消毒器中的热空气的流量;热氧化过程中气体流量测量;通风系统;锅炉进气﹑废气﹑过程控制

■环保
沼气利用过程中的气体测量;氯气处理过程中氯气气体测量;污水处理过程中曝气池的气体测量;烟筒烟道排气监测SO2和NOX的排量

■其他行业
工厂压缩空气测量;煤粉燃烧过程粉/气配比控制燃料;水泥工业竖式磨粉机排放热气流量控制

氮气流量计性能:


• 测量范围:0—120Nm/s (20℃,101.33KPa)

• 准确度: ±1%的读数 ±0.5%满量程

• 量程比:通常100:1(取决于标定流量的范围)

• 管径范围: 10mm~6000mm

• 应用范围: 适合各类单一或混合气体。含尘、含沙、含湿气、各种腐蚀性气体

• 环境温度范围: -40℃~+85℃(无显示); -30℃~+70℃(有显示); 湿度小于90%RH

• 介质温度范围: -40℃~+100℃;-40℃~+200℃; -40℃~+450℃;-40℃~+510℃

• 传感器直径:ф3、ф2.5

• 插入式传感器探杆直径:ф19(标准)、ф16、ф12

• 传感器材质:316不锈钢、哈氏合金、钛

• 探杆材质(保护套): 316不锈钢(标准)、哈氏合金

• 双向测量介质流量

• 模拟量输出:流量:4-20mADC, 温度:4-20mADC, 最大负载:1000Ω

• 累积脉冲量输出

• 键入12段非线性修正,内置10段非线性修正

• 通讯:串口输出RS232/RS485

• 供电电源:24VDC/600mA;220VAC/2W;110VAC/3W

• 报警:1-2路继电器输出、5A/220V、5A/30VDC、键入设定

• 大屏幕LCD显示:七位瞬时流量,八位累积流量

• 过程压力:1.6Mpa(最大20MPa)

• 安装工艺形式:插入式(卡套、卡套+球阀、法兰连接),管道式(法兰、螺纹连接)

• 防爆等级:本安型(iaⅡCT5)、隔爆型(ExdⅡCT4)

• 防护等级:IP65


◆专有流量数据模型算法;模糊理论控制温度、湿度算法;

◆高性能智能微处理器及模数、数模转换芯片;

◆宽量程比1000:1;大口径,低流速,压损可忽略;

◆直接测量质量流量,无须温压补偿;

◆低流速测量非常灵敏;

◆设计、选型方便,安装、使用简便;

◆适合各类单一或混合气体流量测量。


 
3、 一体化智能氮气流量计的使用效果:
 一体化智能氮气流量计在我公司用于氮气测量以有2年多的时间,准确度高,运行平稳可靠,大大减少了维护清洗次数,确保了生产装置安全,平稳,连续的运行,取得了良好的效果,也产生了可观的效益。

 



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